申 振 超

(广西华景城建筑设计有限公司，广西 南宁 530022)



关于大底盘塔楼偏置超限判断存在的一些问题

申 振 超

(广西华景城建筑设计有限公司，广西 南宁 530022)

根据相关规范要求，对大底盘塔楼偏置的特点和本质进行了介绍，并对判断塔楼偏置是否超限的几种不同理解和计算方法以及存在的问题进行了分析和比较，提出了一些解决问题的建议，对塔楼偏置超限判断具有一定的参考价值。

塔楼偏置，超限审查，大底盘

JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称《高规》)、《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2010]109号)(以下简称旧版《技术要点》)、《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2015]67号)(以下简称新版《技术要点》)均对单塔或多塔与大底盘偏置的情况做出了限制规定，其中《高规》第10.6.3条第1款规定“各塔楼的层数、平面和刚度宜接近；塔楼对底盘宜对称布置；上部塔楼结构的综合质心与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%”，新版《技术要点》附件1中的表2规定“偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%”的为偏心布置，表3规定“单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20%”的为塔楼偏置，这与旧版《技术要点》的要求相同，但在判定是否超限上，新版《技术要点》有所放宽，在旧版《技术要点》中，仅表3此1项参数满足与否就直接涉及到工程是否超限，而新版《技术要点》需要同时具有表3中的某2项不规则或表3中的1项再加表2中的某项不规则，无论判定标准如何变化，对表2、表3中关于偏心布置和塔楼偏置的判断都是很重要的，但在具体的操作执行过程中，还是存在一些疑问和不同理解，现分析如下，以供参考。

1 关于质心和判别是否属于塔楼偏置的几种不同理解

下面以大底盘单塔为例，对判断新版《技术要点》附件1中的表3塔楼偏置时的几种不同理解叙述如下：

1)第1种理解，认为《高规》和新版《技术要点》中所说的质心是本层楼面重力荷载代表值的中心(可称之为楼面质心)，本层楼面重力荷载代表值包括本层的梁、板、柱、墙自重，本层板面恒活荷载，本层梁上恒活荷载等，但不包括上部竖向构件传递下来的轴力。理由是新版《技术要点》附件1中的表2表述为“相邻层质心”，那么作为判断某项不规则严重程度的表3，应该是表2的延续，采用的应该是同一判断标准，与判断扭转不规则程度的位移比1.2和1.4类似，而且计算程序SATWE在图形或文本文件输出中“各层配筋构件编号简图”“总信息(WMASS.OUT)”给出的各层质心坐标，也是按上面的方法计算得到的，只是在统计每层活荷载的质量时，考虑了重力荷载代表值的组合值系数0.5。按此理解，在判别表3的塔楼偏置时，直接使用程序给出的裙楼屋面及其上一层的质心坐标(Xmi，Ymi)(Xm(i+1)，Ym(i+1))，将这两层的质心坐标分别相减可得到相应方向的质心水平距离，再分别除以相应方向的大底盘边长，即可判断是否超过20%。

3)第3种理解，与第2种理解相近，只是在确定大底盘的质心时，用的不是裙楼屋面层的楼层质心，而是裙楼地面以上首层的楼层质心，即剖切位置在1层楼面以上处。

上面3种理解得到的计算结果各不相同，例如，1栋18层的框剪结构，底部5层为大底盘，6层楼面为裙楼屋面所在标高，塔楼在Y方向偏置在大底盘的北侧，大底盘在南侧超出上部塔楼2跨，塔楼在Y向为2跨，大底盘、主塔楼结构平面如图1，图2所示。

分别按以上3种理解对单塔的偏心情况进行计算，得到的Y方向的“偏心比例”(两质心间的水平距离除以大底盘相应方向边长)分别为26.6%，3.8%，10.1%，由此看出，3种不同理解得到的计算结果差别巨大，按第1种理解进行判断，结构属于塔楼偏置，而按第2，3种理解进行判断，则不属于塔楼偏置，且还有较大的富余。

那么究竟哪一种理解是正确的，或者说更接近《高规》和新版《技术要点》的本意，这就需要对大底盘塔楼偏置的本质有进一步的认识。

2 关于塔楼偏置的本质

大底盘塔楼结构在裙楼屋面处抗侧刚度突变(下大上小)，大底盘对上部塔楼会起到一个“嵌固作用”，上部塔楼传下来的水平力会有较大一部分传递到裙楼的竖向构件处再传递到基础，而不是完全通过主塔楼部分的竖向构件传递到基础，上部塔楼水平地震作用在裙房屋面交接处发生了传力路径的改变，裙房屋面板实际承担了转换层楼板的作用；而塔楼偏置，会导致上部塔楼传到裙楼竖向构件的水平力对裙楼产生一个扭矩，产生扭转效应，由于上部塔楼层数多，质量大，塔楼偏置的程度对裙楼的扭转效应将起主导作用。由此可以看出，若不控制大底盘塔楼结构的偏置程度，则会在裙楼屋面处同时存在由抗侧刚度突变引起的竖向不规则和由扭转效应偏大引起的平面不规则这两种不利因素，塔楼偏置产生的扭转效应还会引起裙楼屋面板平面内的应力分布不均匀，这些对于结构抗震来说都是非常不利的，故应严格控制。

3 塔楼偏置判断时存在的问题和建议

现在回过头再来看看前面3种不同的理解和计算方法，第1种理解，在计算质心时，仅考虑了本层的楼面质量的质心，而未考虑上部竖向构件传下来的轴力，显然是不正确的，上部塔楼层数多，总质量大，对塔楼和大底盘的合质心位置影响巨大；而第2种理解，在计算大底盘质心时只算到裙楼屋面层的楼层质心，考虑的不够全面，当裙楼层数较多时，会引起较大的误差；而第3种理解，虽然用的是裙楼屋面以上塔楼的合质心、大底盘和塔楼的合质心，但仍然是质心与质心之间的水平距离，在概念上不够清晰，不能反映塔楼偏置的本质，如此看来，上述的3种理解和计算方法均存在问题。

笔者认为用裙房屋面以上层的合质心与裙楼屋面层的刚心在相应方向的水平距离代替质心偏心距来判断，更能反映塔楼偏置的概念本质，更为合理，此时可近似取SATWE图形文件输出“各层配筋构件编号简图”中的裙楼屋面层的刚心，按此理解来计算前例的“偏心比例”(此时改为质心与刚心的水平距离除以大底盘相应方向边长)，得到的Y方向的偏心比例为13.3%，第3种理解在计算结果上与之接近，亦可作为判断塔楼偏置程度的参考。

[1]JGJ 3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程.

[2]建质[2010]109号，超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点.

[3]建质[2015]67号，超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点.

[4]冯中伟，杨现东，王立维.成都百货大楼结构设计.建筑结构，2010，40(9)：87-90.

[5]JGJ 99—98，高层民用钢结构技术规程.

[6]徐培福.复杂高层建筑结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2005.

[7]朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析.北京：中国建筑工业出版社，2012.

[8]沪建管[2014]954号，上海市超限高层建筑抗震设防管理实施细则.

Some problems about large chassis tower bias overrun review

Shen Zhenchao

(GuangxiHuajingCityArchitecturalDesignLimitedCompany,Nanning530022,China)

According to relevant norms requirements, this paper introduced the characteristics and essence of chassis towers bias, and made analysis and comparison on several different understandings and calculation method and existing problems judgment of the towers bias whether overrun or not, put forward some suggestions to solve the problem, had certain reference value to tower bias overrun judgment.

tower bias, overrun review, large chassis

1009-6825(2015)21-0021-02

2015-05-19

申振超(1980- )，男，工程师，一级注册结构工程师

TU317

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